Forma wtryskowa na pojemnik do analizy

Jednorazowe opakowania medyczne po użyciu trafiają do spalarni odpadów medycznych. Aby zmniejszyć koszty ich produkcji i recyklingu, trzeba je tak zaprojektować, aby były jak najlżejsze.

 

 

Cele: redukcja masy wyprasek pojemnika na mocz, satysfakcja użytkowników, wykonalny i opłacalny proces produkcji wtryskowej.

Parametry wejściowe:

• optymalizacja wymiarów zewnętrznych pojemnika z zachowaniem jego objętości,
• zmniejszenie grubości ścianek pojemnika i nakrętki (tak, aby nie dopuścić do nadmiernego ugięcia, a jednocześnie zapewnić szczelność) – ścianka pojemnika 0,4 mm, ścianka nakrętki 0,8 mm,
• maksymalne ugięcie krytyczne pojemnika i nakrętki – 1,5 mm,
• tworzywo na pojemnik – ogólnodostępny PP Moplen HP 648T – odmiana dobrze płynąca o wskaźniku płynięcia MVR = 70 (uwzględniono jego wytrzymałość udarową i termiczną oraz przezierność), na nakrętkę – regranulat PP, np. PP Moplen HP 340R.

Sprawdzenie ugięcia krytycznego wyprasek. Sprawdzono, czy przy wyznaczonych minimalnych grubościach ścianek pojemnik i nakrętka spełniają kryterium maksymalnego ugięcia 1,5 mm pod wpływem nacisku z siłą 2 N.

 

 

Obliczenia wykonane z wykorzystaniem analiz numerycznych wskazały, że dla przyjętych kryteriów użytkowanie pojemnika i nakrętki nie sprawi problemów.

Symulacja wtrysku pojemnika. Ścianki pojemnika mają mieć grubość 0,4 mm. Taka grubość jest wartością graniczną, przy której gniazdo może nie zostać całkowicie wypełnione. Aby oszacować czas cyklu i wydajność produkcji, trzeba sprawdzić na modelu gniazda formującego: ciśnienie wtrysku, siłę zwarcia oraz czas chłodzenia.

Wyniki analiz decydujące o wykonalności pojemnika:

• Ciśnienie wtrysku – ok. 1180 bar – wysokie, co jest charakterystyczne w przypadku wyprasek cienkościennych. Takie ciśnienie uzyskano dzięki bardzo krótkiemu czasowi wtrysku rzędu 0,1÷0,15 s. Odpowiednią prędkość wypełnienia mogą zapewnić wtryskarki elektryczne, które mają wystarczającą moc.
• Siła zwarcia na 1 gniazdo – ok. 20 t.
• Czas chłodzenia – 3,5 s przy temperaturze wody zasilającej 15°C.

Na szybkiej wtryskarce elektrycznej czas ruchów jednostki wtryskowej i jednostki zamykania wyniesie ok. 1 s, a całkowity czas cyklu – 4,5 s – jest to bardzo dobry wynik.

Zaprojektowanie zarysu gwintu nakrętki. W przypadku wypraski nakrętki łatwiej wypełnić gniazdo ze względu na krótszą drogę płynięcia i grubszą ściankę. Problemem jest gwint, który można uwolnić tylko przez spychanie. Rozwiązaniem jest zaprojektowanie takiego zarysu gwintu, by wyeliminować potrzebę zastosowania suwaków, które mogą stanowić problem w wielkoseryjnej produkcji.

Zastosowanie w formach systemu gorącokanałowego zamykanego igłowo. Dzięki zastosowaniu systemu GK zamykanego igłowo uzyskano dodatkowo gładką powierzchnię wyprasek.

Wykorzystanie w formach stali i brązu o wysokiej przewodności cieplnej. Formy zostały zaprojektowane bardzo starannie, z wykorzystaniem stali i brązów, co pozwoli zminimalizować czas chłodzenia i zapewni najlepsze parametry termiczne.

Zastosowanie wtryskarek elektrycznych; określenie optymalnych parametrów technologicznych. Dzięki elektrycznym wtryskarkom JSW nowej generacji oraz optymalizacji technologii czasy ruchów maszyny zostały zminimalizowane, co zapewniło krótki cykl i satysfakcjonującą wydajność produkcji.

Rezultat:

• redukcja grubości ścianek (pojemnik 0,4 mm; nakrętka 0,8 mm) i masy wyprasek (pojemnik 4,5 g; nakrętka 3,8 g; zestaw 8,3 g),
• skrócenie cyklu (pojemnik 4,5 s; nakrętka 6,35 s),
• gładka powierzchnia i estetyka wyprasek,
• unikalne parametry technologiczne i wydajność produkcji.